Вот некоторые мысли по этому поводу. Не считайте это полным ответом, а скорее ориентиром при построении своего мира.

1- Размер и состав

Как вы уже знаете, гравитация становится сильнее по мере увеличения размера/массы вашего мира. Таким образом, вы хотели бы, чтобы ваш мир был как можно меньше, когда вы хотите свести гравитацию к минимуму. Я где-то читал, что объект, сделанный из камня и металла, начинает превращаться в сферическую форму, когда его средний радиус приближается к 300 км. Предел 200 км для ледяных объектов. ( ссылка )

Поскольку мы можем поддерживать тела большего размера с помощью камня, я бы посоветовал сделать ваше тело каменным/наземным. Поскольку ваш мир не сфероид, вам, естественно, нужен этот размер в кубических километрах. Это будет 282743 км.$^3$.

Итак, теперь мы знаем, что ваш мир должен состоять в основном из горных пород и иметь объем не более 282 743 км$^3$.

Примечание: я почти уверен, что тело, сделанное из костного материала млекопитающего, сможет поддерживать даже большие объемы, не поддаваясь своей гравитации, но у меня нет точных цифр зависимости плотности кости от прочности кости, чтобы выполнить математические расчеты.

2- Электричество и магнетизм

Эти силы намного сильнее гравитации, но теряют свое значение по мере увеличения расстояний. Сохранение сильных отталкивающих магнитных/электростатических полюсов на плоскостях вашего мира помогло бы несколько уменьшить эффект гравитации.

Куб имеет 6 плоскостей/граней. Допустим, вы формируете все плоскости из очень сильных магнитов (сделанных из чего-то вроде Alnico ) и имеете северный полюс каждого магнита, обращенный внутрь к кубу, это может привести к странному случаю, когда весь куб будет мощным магнитом с южным полюсом. исходящие наружу с каждой стороны. Очень сильная магнитная сила отталкивания также поможет сдерживать гравитацию.

Настоящая простая идея состоит в том, чтобы сократить массу, а не объем. Это похоже на проблему космического лифта, но вместо того, чтобы двигаться очень высоко с действительно высокой прочностью на растяжение, мы движемся очень широко с действительно высокой прочностью на сжатие. С этой целью, имея дело с легкими задачами с высокой прочностью на сжатие, любой хороший инженер сказал бы:

Заполните его пеной

Шар из пены

При использовании аэрографита приличной конструкционной прочности шар размером с землю (кубики приходят через минуту) с r = 6378 км будет иметь массу, немного превышающую Палладу . Гравитация на поверхности будет составлять всего 0,000321 Н/кг, а столб материала длиной 6 378 км будет означать, что вершина стягивается всего лишь...$368 Pa$давления, хорошо в пределах даже для материала с низкой плотностью.

Покрытие из грязи

Мы хотим, чтобы планета имела 10 км или около того почвы сверху — мы хотим, чтобы наша пена внутри оставалась отделенной от поверхности хорошим изоляционным слоем, чтобы она не рассыпалась. Я же упоминал, что эти пены разбиваются, верно? Одна трещина, и вся планета может взорваться. Хороший элемент сюжета там.

Вернемся к математике: при силе тяжести 0,000321 Н/кг на поверхности аэрогель внутри будет иметь дополнительное давление на лицо на 4 кПа. Поскольку сейчас мы используем тяжелый аэрогель, все в порядке. Обратите внимание: этот слой грязи в тридцать раз массивнее пенистого ядра, с которого мы начали! Окончательная поверхностная гравитация этого шара по-прежнему составляет всего 0,1% от земной гравитации, поэтому у нас есть много места для строительства.

Добавление гор сверху

С такой маленькой гравитацией нам просто нужно построить 6 гигантских гор на этой сфере, которые вытянутся, чтобы она выглядела как куб. Чтобы быть консервативным для этого анализа, я буду рассматривать каждую из них как тетраэдр , площадь поверхности всех 6 из этих гор будет примерно равна площади на Земле, которую покрывают океаны.. Эта область, снова покрытая 10 км грязи, добавила бы планете еще 30% массы Плутона. Затем мы заполним объем тетраэдра пеной, что добавит 0,3% массы Плутона. Взяв эту массу, равномерно разделив ее на сферическую площадь поверхности нашего растения, мы получим 81 кПа силы — примерно половину предельной прочности нашей пены, и, таким образом, конструкция планеты правдоподобна. Добавление некоторых факторов концентрации напряжения, а также других факторов, вероятно, поставит нас на край прочностных характеристик этого материала с планетой размером с Землю и 10 км грязи. 8 км грязи, вероятно, будут работать так же хорошо и сохранят конструкцию немного более правдоподобной с точки зрения нагрузки, но решать вам.

Я был взволнован, увидев этот вопрос, потому что он восходит к моему детству и славе Bizarro World . Но раз вам нужна наука, давайте рассмотрим возможности.

Если у вас есть искусственная гравитация, вы можете придать миру любую форму, которую захотите. Однако, поскольку гравитация изменяет само пространство, мы могли бы спорить о том, действительно ли оно кубическое или просто плоское. С моей точки зрения, меня это не волнует: искусственная гравитация — это самый простой выход, так что я ее проигнорирую.

Как упоминалось ранее, отношение гравитации к силе вашего мира имеет решающее значение для определения стабильности любого кубического мира. Насколько сильно зависит в значительной степени от размера вашего мира, который (согласно определению IAFA ) не может быть планетой независимо от ее размера:

«Небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу, чтобы его собственная гравитация преодолела силы твердого тела, так что оно принимает гидростатически равновесную (почти круглую) форму, и (в) очистилось окрестности вокруг его орбиты».

Куб не может быть «почти круглым» по любому определению, которое я считаю правильным (хотя физики элементарных частиц могут с этим не согласиться . Более того, поверхность вашего мира неизбежно будет скучной .

В частности, рассмотрите гравитацию вашего мира вблизи края куба. «Вниз» по-прежнему будет указывать на центр куба (не с математической точностью, но это предел при приближении к краю. Чем больше ваш мир, тем меньше разница). Но поверхность мира рядом с тем же краем приподнята на 45° «вниз», а это означает, что любая жидкость, вылитая на поверхность вашего мира, будет течь к середине любой заданной стороны.

Более того, склонность материи к разжижению под давлением означает, что поверхность вашего кубического мира либо должна быть достаточно маленькой, чтобы этот процесс не происходил, либо она должна иметь твердую поверхность, сделанную из любого материала, достаточно прочного, чтобы сохранять форму. оно квадратное. В самом деле, если вы посчитаете, то обнаружите, что любой мир, достаточно большой или достаточно горячий, чтобы выдержать жидкую мантию, будет давить по бокам, и эти силы сильнее всего в середине каждой грани. Поскольку большинство твердых тел более прочны при сжатии, чем при растяжении, прочность на растяжение на поверхности, вероятно, является ограничивающим требованием для вашей планеты.

Если вы готовы работать с вымышленными материалами, скрит Ларри Нивена справится с этой задачей — его прочность на растяжение примерно равна сильному ядерному взаимодействию. Однако, если вам нужен настоящий материал, вам придется над ним поработать:

• Рассмотрим астероид/карликовую планету Церера. Это примерно 945 км (587 миль) в поперечнике, с силой тяжести на поверхности 0,27 м/с ² . Если наши космические инженеры переделают его в куб, то он будет примерно 760 км в поперечнике.
• Давайте предположим, что сила, скручивающая наш куб из квадрата, будет примерно равна давлению, оказываемому (945 - 760)/2 = 92) км недостающей массы в центре каждой грани. Это не совсем так, потому что гравитация на поверхности куба другая, но ИМХО она достаточно близка для расчета конверта.
• Давление под землей увеличивается на 7300 фунтов на квадратный дюйм на милю глубины, или 31,5 ГПа на километр глубины. Даже при гравитации Цереры (я предполагаю, что она масштабируется линейно) это 542 кПа на километр глубины. На глубине 92 км мы говорим о давлении почти 50 ГПа.
• Самым прочным известным веществом является графен с теоретической максимальной прочностью 300 ГПа . Это хорошо, но ваш мир, вероятно, состоит не из графена, если это естественный спутник. Кроме того, вам придется работать с астероидом из чистого углерода, чтобы создать объект из чистого графена. Кроме того, поскольку графен является гибким, он должен быть структурирован в виде некоего трехмерного устройства, чтобы поверхность оставалась жесткой.
• Альтернативой для рассмотрения является карбид кремния. Он прочнее графена и почти так же прочен при растяжении. Поскольку вам нужна поверхность, которая не только не сломается, но и не согнется, вы можете изучить это. Сломается он или нет, зависит, я думаю, от того, насколько планета состоит из структуры и сколько из кремовой начинки, но, по крайней мере, вы сможете использовать любую силиконовую пыль, которая у вас есть, чтобы сделать структурную часть.

Обратите внимание, что даже этот случай экстремальной инженерии по-прежнему дает вам относительно небольшой мир, неспособный удерживать сколько-нибудь значительную атмосферу, и в нем также не может быть поверхностной воды. Может потребоваться искусственная гравитация, или посттрансурановая обработка , или какой-либо другой унобтаниум с ранее неизвестными характеристиками материала.

В других более ранних ответах я разработал куб, который представляет собой построенную инопланетную мегаструктуру.

это явно спроектированный мир, поэтому он будет построен для более эффективной работы.

Представьте, что это пустота. Шесть огромных квадратов. Но, нужна гравитация. У вас может быть гиперплотный материал в толстом круге, вписанном на каждую грань. Углы оставлены светлыми и большей частью украшены без живых геологических процессов.

Плотные плиты требуют меньше общей массы, чем сплошная сфера, для той же гравитации на поверхности, поскольку вы находитесь очень близко ко всему этому. Он будет быстро падать, когда вы поднимаетесь над поверхностью, так как квадрат расстояния измеряется от 100 км под землей, а не 4000 км до центра.

Он не разрушается, потому что углы представляют собой легкую (относительно говоря) обшивку и распорки.

Не существует реального способа существования такой формы достаточно долго, независимо от того, из чего она сделана, но если вы допускаете некоторую лженауку, то как насчет этого? Спутники расположены именно там, где должны быть углы куба, в результате чего они могут постоянно высовывать 8 углов планеты. Поверхности кубической планеты будут несколько вогнутыми, а не плоскими, но могут быть достаточно близки к кубу.

По сути, мы компенсировали гравитацию, притягивающую углы куба внутрь, гравитацией спутников, заблокированных приливом. И идея 6/8 лун звучит как элемент забавной истории.

В реальной жизни такая установка быстро рухнет (или, по крайней мере, не сможет оказать достаточного приливного притяжения), но в фантастическом сеттинге можно добавить больше псевдонауки. Например, углы куба могут быть океанами, чтобы объяснить, почему планета не разрывается на части (это означает, что в основном вода создает углы). Или что планета приобрела такую ​​форму еще в расплавленном состоянии и таким образом остыла, и теперь гравитация недостаточно сильна, чтобы преодолеть притяжение спутника; так что это действительно не просто сфера под океанами. Вы можете отмахнуться от невероятности такого количества спутников, запертых в этих положениях, вводя отталкивающую силу (пусть скажем, те же самые полюса магнитов в очень тяжелых металлических ядрах спутников), которые заставляют спутники находиться на одинаковом расстоянии друг от друга, оставаясь запертыми кубической планетой. Много handwavium, но теоретически он будет работать, пока вы не сядете и не посчитаете, в любом случае он не может работать реалистично, если только он не очень маленький.

Самое интересное, что эта установка означает, что суша будет находиться в центре граней куба, а вокруг земли будут «горы» воды. Если вы хотите отправиться на другие грани куба, вы просто берете лодку! Думая обо всем этом, я очарован идеей флоры, фауны, общества и всего, чего нет на такой планете (как бы неправдоподобно это ни было).